DE69314876T2 - Vorrichtung und Verfahren zur Kalibrierung eines Temperatursensors - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zur Kalibrierung eines Temperatursensors

Info

Publication number
DE69314876T2
DE69314876T2 DE69314876T DE69314876T DE69314876T2 DE 69314876 T2 DE69314876 T2 DE 69314876T2 DE 69314876 T DE69314876 T DE 69314876T DE 69314876 T DE69314876 T DE 69314876T DE 69314876 T2 DE69314876 T2 DE 69314876T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
calibration
islands
temperature
wafer
melting point
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE69314876T
Other languages
English (en)
Other versions
DE69314876D1 (de
Inventor
Mehrdad M Moslehi
Habib Najm
Lino A Velo
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Texas Instruments Inc
Original Assignee
Texas Instruments Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Texas Instruments Inc filed Critical Texas Instruments Inc
Publication of DE69314876D1 publication Critical patent/DE69314876D1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE69314876T2 publication Critical patent/DE69314876T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L22/00Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01KMEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K15/00Testing or calibrating of thermometers
    • G01K15/005Calibration
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J5/00Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
    • G01J5/52Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry using comparison with reference sources, e.g. disappearing-filament pyrometer
    • G01J5/53Reference sources, e.g. standard lamps; Black bodies
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J5/00Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
    • G01J5/80Calibration

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
  • Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
  • Radiation Pyrometers (AREA)

Description

    Hintergrund der Erfindung 1. Gebiet der Erfindung
  • Diese Erfindung bezieht sich allgemein auf die Sensortechnologie und insbesondere auf Temperaturkalibriervorrichtungen und -verfahren für thermische Herstellungsprozesse für Halbleiterbauelemente.
  • 2. Beschreibung des Standes der Technik
  • Zahlreiche thermische Herstellungsprozesse für Halbleiterbauelemente verwenden Temperatursensoren, die eine Kalibrierung in bezug auf zuverlässige und reproduzierbare Standards erfordern. Eine wichtige Gruppe der Bauelementherstellungsprozesse ist die schnelle thermische Bearbeitung (RTP). Die meisten RTP-Reaktoren verwenden kontaktlose Pyrometrie, um die Wafertemperatur zu messen und zu kontrollieren, wie es in der Fig. 1 dargestellt ist. Es ist jedoch so, daß die Genauigkeit und Reproduzierbarkeit der RTP-Temperaturmessung mittels Pyrometrie in starkem Maße von dem Emissionsvermögen des Wafers abhängt. In der Praxis sind häufige Pyrometriesensorkalibrierungen erforderlich, um eine annehmbare Prozeßreproduzierbarkeit zu erhalten. Diese häufigen gegenseitigen Kalibrierungen werden gewöhnlich durchgeführt, indem getrennte Standardkalibrierungswafer mit daran befestigten Thermoelementen (TC-gebondete Wafer) in die Prozeßkammer gesetzt werden, wie es in der Fig. 1 dargestellt ist. Die mit Thermoelementen verbundenen Kalibrierungswaf er werden in die Prozeßkammer zwischen ein Quarzfenster und einen Gasduschkopf gesetzt. Jedoch erfordern die mit Thermoelementen verbundenen Kalibrierungswafer äußere elektrische Verbindungen zu den Drähten der Thermoelemente. Deswegen benötigt der Kalibrierprozeß ein manuelles Laden und Herausnehmen der mit Thermoelementen verbundenen Wafer. Dieser manuelle Prozeß ist zeitaufwendig und wegen seines schädlichen Einflusses auf die Anlagenverwendung in einer Halbleiterbauelementherstellungsumgebung nicht geeignet. Dieses Problem tritt noch deutlicher zu Tage, wenn mit Thermoelementen verbundene Wafer mit mehreren verteilten Thermoelementen für die Kalibrierung von Mehrpunkt-Pyrometriesensoren erforderlich sind, die in einer Mehrzonen-Beleuchtungsvorrichtung untergebracht sind. Außerdem sind durch Thermoelemente unterstütze Temperaturkalibrierungen in reaktiven (zum Beispiel oxidierenden) Umgebungen bei höheren Temperaturen ( > 950ºC) nicht geeignet. Das liegt daran, daß die Thermoelementübergänge bei diesen Bedingungen schnell degradieren. Selbst bei inerten Bedingungen besitzen Thermoelemente nur eine begrenzte Lebensdauer. Deswegen weisen mit Thermoelementen verbundene Wafer nur eine begrenzte Lebensdauer auf und können nur während einer begrenzten Anzahl manueller Kalibrierungsdurchläufe verwendet werden. Mit Thermoelementen verbundene Wafer können auch zu Kalibrierungsfehlern (in der Größenordnung von 10ºC oder mehr) führen, die von der örtlich begrenzten Temperaturverschiebung herrühren, die durch Wärmebelastung verursacht wird. Spezielle Verbindungsverfahren sind erforderlich, um die Kalibrierungsfehlerquellen zu minimieren. Handelsübliche mit Thermoelementen verbundene Wafer sind zur Temperatursensorkalibrierung verfügbar. Diese mit Thermoelementen verbundene Wafer sind jedoch teuer. Schließlich können die manuellen durch Thermoelemente unterstützten Kalibrierungen dazu führen, daß Verunreinigungen in die Prozeßkammer gelangen. Das kann zu Verringerungen der Produktionsausbeute der Bauelementherstellung, insbesondere bei kritischen Prozessen wie der Gatedielektrikumsbildung und dem Wachstum epitaxialen Siliziums führen.
  • Aus Review of Scientific Instruments, Band 63, Nr. 1, Januar 92, New York US, Seiten 188 bis 190; J.-M. Dilhac et al.: "Ge thin-film melting pomt detection for optical pyrometer calibration in a rapid thermal processor" ist es bekannt, daß die Erkennung des Schmelzens eines dünnen Films aus Germanium dazu dienen kann, einen Temperatursensor in einer Prozeßanlage für schnelle thermische Prozessierung zu kalibrieren. Das Reflexionsvermögen einer Mehrfachlagenstruktur auf einem Siliziumwafer wurde in einer Prozeßanlage für schnelle thermische Prozessierung bei 0,6328 µm gemessen. Diese Struktur bestand aus einer dünnen Germaniumschicht, die zwischen SiO&sub2; und Si&sub3;N&sub4;-Schichten lag. Der Wafer wurde thermischen Zyklen in der Nähe des Schmelzpunktes von Germanium (938ºC) ausgesetzt. Der Beginn des Schmelzens des Germaniums, der mit einer abrupten Änderung des Reflexionsvermögens einhergeht, wurde in situ durch überwachen der Intensität eines reflektierten Laserstrahls erkannt.
  • Aus der US-A-3 077 539 ist ein Strahlungsreferenzstandard zur Bestimmung des relativen Antwortsignals eines Meßinstruments wie eines Pyrometers bekannt. Der Referenzstandard umfaßt eine emittierende Oberfläche, die in Wärmeübertragungskontakt zu einem Körper steht, der geheizt oder gekühlt wird. Der Körper besteht aus einem Material, das einen Phasenübergang aufweist und das beim Abkühlen ein Plateau in seiner Abkühlkurve aufweist, das sich über eine ausreichende Zeitperiode erstreckt, so daß es der emittierenden Oberfläche ermöglicht wird, in ein Gleichgewicht zu kommen und ein konstantes Niveau an Strahlungsenergie zu emittieren.
  • Aufgaben der Erfindung
  • Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein Kalibrierungssystem zu schaffen.
  • Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Kalibrierungssystem zu schaffen, das bekannte genaue und reproduzierbare Temperaturkalibrierungspunkte besitzt, die auf konstanten physikalischen Parametern basieren, so daß es keine Anfangskalibrierung erfordert.
  • Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein drahtloses Kalibrierungssystem zu schaffen, daß bei automatischen Waferhandhabungsprozessen arbeitet, ohne daß manuelle Handhabung erforderlich ist.
  • Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein drahtloses Kalibrierungssystem zu schaffen, das sowohl in inerten als auch reaktiven Umgebungen arbeitet.
  • Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein drahtloses Kalibrierungssystem zu schaffen, das eine erhöhte Lebensdauer aufweist und das wiederholt zur präzisen und reproduzierbaren Temperatursensorkalibrierung verwendet werden kann.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die genaue und reproduzierbare Kalibrierung von Wafertemperatursensoren, z.B. durch Pyrometrie, war bisher ein Problem. Allgemein wird gemäß der Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Kalibrierung wenigstens eines Temperatursensors beschrieben. Die erfindungsgemäße Vorrichtung besitzt die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale und das Verfahren der Erfindung umfaßt die Schritte, die im Anspruch 11 aufgeführt sind. Ein Wafer wird vorgesehen, der eine erste Menge an Kalibrierinseln aufweist. Die Elemente bestehen vorzugsweise aus einem Material, dessen Schmelzpunkt in dem Bereich von 150º-1150ºC liegt. Die Vorrichtung läßt sich so betreiben, daß während z.B. eines Kalibrierprozesses, bei dem die Temperatur stufenweise ansteigt, eine sprunghafte Änderung eines Ausgangssignals jedes Temperatursensors bei einer Wafertemperatur hervorgerufen wird, die dem Schmelzpunkt entspricht.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Es wird nun zur exemplarischen Darstellung auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen.
  • Fig. 1 ist ein Blockdiagramm eines bisherigen mit Thermoelementen versehenen Waferkalibrierungssystems, das in Verbindung mit einem Mehrzonensystem zur schnellen thermischen Prozessierung dargestellt ist.
  • Fig. 2 ist eine Querschnittsansicht eines Temperaturkalibrierungswafers gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Fig. 3a-d sind Querschnittsansichten eines Temperaturkalibrierungswafers gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung während verschiedener Zustände bei der Bauelementherstellung.
  • Fig. 4 ist eine Draufsicht einer Temperaturkalibrierungsvorrichtung mit zwei verschiedenen Kalibrierungselementen gemäß der zweiten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Fig. 5 ist eine Querschnittsansicht einer Temperaturkalibrierungsvorrichtung mit zwei verschiedenen Kalibrierungselementen gemäß der zweiten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Fig. 6a-c sind Querschnittsansichten eines Temperatursensorkalibrierungswafers gemäß der zweiten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung während verschiedener Zustände der Herstellung.
  • Fig. 7 ist eine Kurve, bei der während eines langsamen Temperatur/Leistungsanstiegs in einer thermischen Prozeßkammer die von den Temperatursensorkalibrierungswafern abgegebene Strahlungsmenge gegenüber der Zeit aufgetragen ist.
  • Fig. 8 ist ein Blockdiagramm eines schnellen thermischen Prozessors mit einem drahtlosen Temperaturkalibrierungssystem gemäß der Erfindung.
  • Fig. 9 ist eine qualitative Darstellung sowohl der von dem Temperatursensorkalibrierungswafer abgegebenen Strahlungsmenge gegenüber der Zeit als auch des Reflexionsvermögens des Kalibrierungswafers gegenüber der Zeit während eines langsamen Temperatur/Leistungsanstiegs.
  • Fig. 10 ist eine Draufsicht eines drahtlosen Temperaturkalibrierungswafers gemäß einer dritten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
  • Fig. 11a-b sind Querschnittsansichten der vierten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
  • Entsprechende Bezugszeichen und Symbole in den verschiedenen Figuren beziehen sich auf gleiche Teile, wenn das nicht anders gekennzeichnet ist.
  • Genaue Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
  • Die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung werden mit Bezug auf einen Reaktor zur schnellen thermischen Prozessierung (RTP), der Pyrometriesensoren zur Wafertemperaturmessung verwendet, erklärt, wie es in der Fig. 1 dargestellt ist. Die Erfindung kann alternativ dazu auch bei anderen Bauelementherstellungsanlagen und Temperaturmeßverfahren eingesetzt werden, z.B. bei Temperatursensoren, die auf thermischer Expansion basieren, bei akustischen Sensoren, und Sensoren, die auf der Ellipsometrie basieren. Typische Prozesse, die eine genaue Temperaturmessung und -kontrolle erfordern, sind die chemische Gasphasenabscheidung (CVD), die thermische Oxidation und das thermische Ausheizen. Die Anwendung der Erfindung ist jedoch nicht auf Herstellungsprozesse von Halbleiterbauelementen begrenzt. Zum Beispiel kann Sie auch in Verbindung mit Herstellungsprozessen von flachen Bildschirmeinheiten (FPD) verwendet werden.
  • Im Gegensatz zu bisherigen Vorrichtungen besitzen die Kalibrierungswafer der vorliegenden Erfindung keine Thermoelemente (TCs) und erfordern keine Anfangskalibrierung gegen mit Thermoelementen verbundenen Wafern bevor sie für genaue Pyrometriekalibrierungen (oder Kalibrierungen anderer Temperatursensoren) verwendet werden. Der Kalibrierungswafer dieser Erfindung bietet bekannte genaue Temperaturkalibrierungsstandardpunkte, die auf konstanten physikalischen Parametern basieren. Da es keine Thermoelemente gibt, sind die Kalibrierungswafer drahtlos. Das heißt, daß sie eine automatische Waferhandhabung für den Kalibrierungsprozeß ermöglichen. Es ist keine manuelle Waferhandhabung in einem automatisierten Prozeßreaktor erforderlich. Dieses Merkmal macht den Kalibrierungsstandard dieser Erfindung brauchbar für Produktherstellungsumgebungen. Außerdem können die Kalibrierungswafer dieser Erfindung in wiederholter Weise für zahlreiche Temperaturkalibrierungen sowohl in inerten als auch in reaktiven (d.h. oxidierenden und nitridisierenden) Umgebungen verwendet werden. Verglichen mit herkömmlichen mit Thermoelementen verbundenen Wafern erwartet man von diesen Wafern, daß sie eine deutlich größere Anzahl an Kalibrierungsdurchläufen überstehen.
  • Die Erfindung kann sowohl auf Standardkalibrierungswafern als auch auf richtigen Bauelementwafern eingerichtet werden. Bei letzteren werden die Temperaturkalibrierungselemente auf die Waferrückseiten gesetzt, so daß jeder Bauelementwafer gleichzeitig als sein eigener Kalibrierungsstandard dient. Bei ersteren können die Kalibrierungselemente entweder auf die Vorderseite der Wafer (polierte Seite) oder auf deren Rückseite gesetzt werden.
  • Diese Erfindung ermöglicht es, einen oder zwei (oder sogar mehrere) Kalibrierungselementtypen auf jeden Wafer zu setzen. Mit jedem Kalibrierungselementtyp ist eine einzelne bekannte genaue Temperatur verbunden. Wie unten erläutert wird, genügen zwei Kalibrierungstemperaturpunkte (T&sub1; und T&sub2;), um die Pyrometriesensoren in deren Betriebstemperaturbereich sowohl im bezug auf die Steigung als auch den y-Achsenabschnitt zu kalibrieren. Bei dieser Erfindung werden Schmelzpunkte geeigneter Elemente als Kalibrierungstemperaturpunkte verwendet. Die Schmelzpunkte reiner Elemente und von Verbindungen zweier (oder mehrerer) Elemente mit bekannten Verhältnissen sind physikalische Konstanten, die für die Sensorkalibrierung verwendet werden können, wenn Übergänge zwischen den Phasen fest und flüssig während eines Temperaturzyklus auftreten. Diese Phasenübergänge können in Echtzeit durch nichtkontaktierende Mittel erkannt werden, wie es nun beschrieben wird.
  • Es ist bekannt, daß Elemente verschiedener Materialien abrupte Änderungen ihrer physikalischen Eigenschaften wie ihres optischen Reflexionsvermögens während des Phasenübergangs zwischen der festen und der flüssigen Phase beim Schmelzpunkt zeigen. Zum Beispiel zeigt das optische Oberflächenreflexionsvermögen von Germanium (Ge) eine sprunghafte Änderung (Anstieg), wenn ein Übergang von der festen zur flüssigen Phase beim Schmelzpunkt (Tm = 937,4º für Ge) auftritt. Andere Materialeigenschaften wie der elektrische Widerstand und das Mikrowellenreflexionsvermögen können ebenfalls abrupte sprunghafte Änderungen beim Schmelzpunkt des Materials zeigen. Die für die Zwecke der Erfindung bevorzugt benutzte Materialeigenschaft ist das optische Reflexionsvermögen oder das Emissionsvermögen des Wafers bei den Schmelzpunkten des verwendeten Materials und die damit verbundenen abrupten Änderungen.
  • In der Fig. 2 ist ein Querschnitt der ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Der Wafer 30 enthält eine Zwischenschichtstruktur 32, die an ein Substrat 28 entweder auf der Vorderseite oder der Rückseite des Wafers 30 (bevorzugt die Vorderseite) angrenzt. Angrenzend an die Zwischenschichtstruktur 32 werden Inseln 36 aus Kalibrierungsmaterial (z.B. Germanium) hergestellt. Die Zwischenschichtstruktur 32 kann z.B. aus einer Oxidschicht 33 und einer Nitridschicht 34 bestehen, um das Kalibrierungsmaterial der Inseln 36 davon abzuhalten, während der thermischen Kalibrierungsdurchläufe mit dem Substrat zu reagieren. Die Kapselungsschicht 38 bedeckt und isoliert die Kalibrierungsinseln 36. Da die Inseln 36 während der Kalibrierung schmelzen und erstarren, dichtet die Kapselungsschicht 38 jede Insel 36 ab, so daß sie die Kalibrierungselemente 36 beinhaltet. Schließlich liegt die Passivierungsschicht 40 (z.B. Siliziumnitrid) neben der Kapselungsschicht 38. Die Passivierungsschicht 40 verhütet eine Degradation der Inseln 36 in reaktiven Umgebungen wie Sauerstoff.
  • Mit Bezug auf die Fig. 3a-d wird nun das Verfahren zur Bildung der ersten bevorzugten Ausführungsform beschrieben. Wie in der Fig. 3a dargestellt, werden die Startzwischenbarrierenschichten 33, 34 über dem Substrat 28 des Wafers 30 abgeschieden. Die Zwischenstruktur kann aus einer Ausgangsschicht aus Siliziumdioxid 33 und einer Deckschicht aus Siliziumnitrid 34 bestehen. Die Siliziumschicht 33 kann z.B. eine Dicke von ungefähr 1000 Å aufweisen und sie kann durch chemische Gasphasenabscheidung bei niedrigem Druck (LPCVD) erzeugt werden. Für Fachleute ist ersichtlich, daß stattdessen auch andere Verfahren wie die plasmagestützte chemische Gasphasenabscheidung (PECVD) oder die thermische Oxidation verwendet werden können. Die Siliziumnitridschicht 34 kann auch eine Dicke von ungefähr 1000 Å aufweisen und sie kann durch LPCVD hergestellt werden. Wie für Fachleute ersichtlich, können auch hier andere Verfahren wie die PECVD verwendet werden. Die Zwischenstruktur kann auch aus Schichten anderer geeigneter Materialien, z.B. aus schwer schmelzbaren Metallen, hergestellt werden.
  • Wie es in der Fig. 3b dargestellt ist, wird als nächstes eine dünne Schicht des gewünschten Kalibrierungsmaterials 35, z.B. Germanium (Ge), abgeschieden. Der Schmelzpunkt Tmi von Germanium beträgt 937,2ºC. Die Abscheidung kann durch verschiedene Verfahren, z.B. durch CVD oder physikalische Gasphasenabscheidung (PVD) wie Sputtern erreicht werden. Die Kalibrierungsschicht 35 besitzt eine Dicke in der Größenordnung zwischen 200 und 3000 Å ist typischerweise ungefähr 2000 Å dick. Die Kalibrierungsmaterialien werden nach drei Kriterien ausgewählt. Als erstes müssen die Schmelzpunkte in dem interessierenden Temperaturbereich liegen. Typischerweise liegt dieser zwischen 150º und 1150ºC. Als zweites sind hohe Siedepunkte und niedrige Gasdrücke erforderlich, um die Kontaminierung und das streßinduzierte Ablösen der Kapselungsschichten zu verhindern und um zahlreiche Kalibrierungsdurchläufe zu ermöglichen. Schließlich muß das Kalibrierungsmaterial aus geeigneten Elementen oder Verbindungen bestehen, die sich für die Siliziumprozeßtechnologie eignen, um Reaktorkontaminierungen zu verhindern. Die Tabelle 1 zeigt beispielhaft einige Materialien, die für die Zwecke dieser Erfindung bevorzugt geeignet sind. Tabelle 1
  • Die Kalibrierungsschicht 35 wird dann durch Mikrolithographie und eine Plasmaätzung (oder Naßätzung) strukturiert, um eine Matrix aus Ge-Inseln 36 zu bilden, wie es in der Fig. 3c dargestellt ist. Die Inseln 36 bedecken bevorzugt die gesamte Waferoberfläche, wie es in der Fig. 4 dargestellt ist. Sie können jedoch auch nur einen Teil der Waferoberfläche bedecken. Die typischen Bemessungen der Ge-Inseln betragen 25 µm x 25 µm (Zwischenräume von 2,5 µm zwischen benachbarten Inseln). Es können jedoch auch größere oder kleinere Bemessungen verwendet werden. Die Fig. 4 zeigt die Inseln 36 als Quadrate, es können jedoch stattdessen selbstverständlich auch andere Formen wie Sechsecke verwendet werden. Die Ätze zur Strukturierung des Germaniums kann in Plasmen durchgeführt werden, die Chlor (z.B. Cl&sub2;) oder Fluor (z.B. SF&sub6;) enthalten.
  • Wie es in der Fig. 3d dargestellt ist, wird eine Kapselungsschicht 38 aus SiO&sub2; (oder Siliziumnitrid) durch LPCVD oder PECVD abgeschieden. Fachleute werden erkennen, daß auch andere Verfahren wie Sputtern verwendet werden können. Eine typische Dicke für die Kapselungsschicht ist 1000 Å.
  • Als letztes wird die Passivierungsschicht 40 abgeschieden. Die Passivierungsschicht 40 kann z.B. aus ungefähr 1000 Å dickem Siliziumnitrid bestehen und kann z.B. durch PECVD abgeschieden werden. Die Passivierungsschicht 40 verhindert die Oxidation der Kalibrierungselemente während der Kalibrierungsdurchläufe in reaktiven oxidierenden Umgebungen. Die resultierende Struktur ist in der Fig. 2 dargestellt.
  • Ein Querschnitt der zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist in der Fig. 5 dargestellt. Der Wafer 30 umfaßt eine gestapelte Zwischenschicht 32 (oder eine einzelne Zwischenschicht), die an das Substrat 28 angrenzend angeordnet ist und entweder auf der Vorderseite oder der Rückseite des Wafers 30 (bevorzugt auf der Vorderseite) liegen kann. An die Zwischenschicht 32 angrenzend liegen Inseln aus einem ersten Kalibrierungsmaterial 36. Die Zwischenschicht 32 kann z.B. sowohl aus einer Oxidschicht als auch einer Nitridschicht bestehen, um das Kalibrierungsmaterial der Inseln 36 davon abzuhalten, während der thermischen Kalibrierung mit dem Substrat zu reagieren. Die Kapselungsschicht 38 bedeckt und isoliert die Inseln 36. Die Inseln des zweiten Kalibrierungsmaterials 46 liegen über der Kapselungsschicht 38. Die Kapselungsschicht 48 umschließt die Inseln des zweiten Kalibrierungsmaterials 46. Schließlich liegt die Passivierungsschicht 40 angrenzend an die Kapselungsschicht 48. Die Passivierungsschicht 40 (Siliziumnitrid) verhindert die Degradation der Inseln 36 und 46 in reaktiven Umgebungen wie Sauerstoff. Eine einzelne Schicht aus Siliziumnitrid kann sowohl für die Kapselung als auch die Passivierung verwendet werden.
  • Mit Bezug auf die Fig. 6a-c wird nun der Prozeß der Bildung der zweiten bevorzugten Ausführungsform beschrieben. Die Fig. 6a ist eine Querschnittsansicht des Wafers 30 mit den Zwischenschichten 33 und 34, den ersten Kalibrierungsinseln 36 und der Kapselungsschicht 38. Diese Schichten werden auf die gleiche Weise erzeugt, wie es mit Bezug auf die erste bevorzugte Ausführungsform beschrieben wurde.
  • Wie es in der Fig. 6b dargestellt ist, wird eine dünne Schicht (z.B. 1000 Å) eines zweiten Kalibrierungsmaterials 45 über der Kapselungsschicht 38 abgeschieden. Das kann z.B. durch CVD oder PVD erreicht werden. Das zweite Kalibrierungsmaterial kann z.B. aus Zinn bestehen. Zu den bevorzugten Kombinationen für das erste und zweite Kalibrierungsmaterial gehören beispielsweise Germanium und Zinn, Germanium und Aluminium oder Aluminium und Zinn. Bei Zinn und Germanium (Sn, Ge) beträgt Tm1 ungefähr 237ºC und Tm2 ungefähr 937ºC. Diese Kombination ist geeignet für Sensorkalibrierungen über einen erweiterten Temperaturbereich ohne Kontaminationsprobleme (z.B. für Anwendungen wie der schnellen thermischen Oxidation, dem schnellen thermischen Ausheizen, etc.). Sowohl Germanium als auch Zinn sind Halbleiter der Gruppe IV und werden nicht als Verunreinigungen in Silizium betrachtet. Aluminium und Germanium ist eine bevorzugte Kombination, wenn Tm1 > 400º für die Pyrometersignalkalibrierungen erforderlich ist. Dies liegt daran, daß einige Pyrometriesensoren bei Temperaturen, die unter 400ºC liegen, keine ausreichenden Signalpegel liefern. Zinn und Aluminium liefern einen Wert von Tm1, der ungefähr bei 232ºC liegt und einen Wert für Tm2, der ungefähr bei 660ºC liegt. Diese Kombination läßt sich bei drahtlosen Kalibrierungen für Niedertemperaturprozesse verwenden. Zu den Beispielen gehören Silizidreaktions/Ausheiz-prozesse, die in dem Temperaturbereich von 550º-750ºC liegen.
  • Nachdem das zweite Kalibrierungsmaterial abgeschieden ist, wird ein zweiter Strukturierschritt durchgeführt, um eine Matrix aus zweiten Kalibrierungsmaterialinseln 46 zu bilden, wie es in der Fig. 6c dargestellt ist. Die Inseln 46 können die gleiche Bemessung aufweisen wie die ersten Inseln 36. Das Muster der Inseln 46 ist derart gestaltet, daß es keine Abschattung der ersten Kalibrierungselemente verursacht. Dadurch wird sichergestellt, daß das durchschnittliche lokale Reflexionsvermögen/Emissionsvermögen des Wafers an einem beliebigen Punkt durch die Reflexionsvermögen beider Kalibrierungselemente bestimmt wird.
  • Schließlich werden, wie es in der Fig. 5 dargestellt ist, eine zweite Kapselungsschicht 50 und die Passivierungsschicht 40 abgeschieden. Die zweite Kapselungsschicht 50 kann aus SiO&sub2; mit einer Dicke von ungefähr 1000 Å bestehen. Die Passivierungsschicht 40 kann aus Siliziumnitrid mit einer Dicke von ungefähr 1000 Å bestehen. Beide Schichten können z.B. durch PECVD abgeschieden werden. Die Passivierungsschicht 40 wird die Oxidation der Kalibrierungselemente während der Kalibrierungsdurchläufe in oxidierenden Umgebungen verhindern. Sowohl für die Kapselungs- als auch die Passivierungszwecke kann eine einzelne Deckschicht aus Siliziumnitrid verwendet werden.
  • Die erste bevorzugte Ausführungsform und die zweite bevorzugte Ausführungsform können für drahtlose Temperaturkalibrierungsdurchläufe sowohl für Einpunkt- als auch für Mehrpunktpyrometriesensoren eines RTP-Reaktors verwendet werden. Während des Betriebs können die Kalibrierungspunkte Tm1 und Tm2 durch verschiedene Verfahren erkannt werden. Das bevorzugte Verfahren zum Erkennen der Kalibrierungspunkte Tm1 und Tm2 ist das direkte Erkennen über das Pyrometriesignal oder die -signale. Wenn die Wafertemperatur über Tm2 (oder Tm1) hinaus erhöht wird, führt eine sprunghafte Änderung des Waferreflexionsvermögens zu einer sprunghaften Änderung seines effektiven Emissionsvermögens, und das sich ergebende Pyrometriesignal (die -signale) werden ebenfalls, wie es in der Fig. 7 dargestellt ist, eine kleine sprunghafte Änderung erfahren. Unter der Annahme eines langsamen Temperatur/Leistungsanstiegs (z.B. während eines stufenweisen rückführungslosen Leistungsanstiegs) gilt:
  • T = µI + b (1)
  • Wobei,
  • I der linearisierte Pyrometerausgangsstrom oder die linearisierte Pyrometerausgangsspannung,
  • T die kalibrierte Wafertemperatur,
  • µ die Steigung oder der Linearkoeffizient, und
  • b die Achsenverschiebung ist.
  • Wenn ein Kalibrierungsmaterial wie bei der ersten bevorzugten Ausführungsform verwendet wird, werden Tm1 und I&sub1; bestimmt. Da die Steigung im allgemeinen aus einem separaten Thermoelementkalibrierungsdurchlauf bekannt ist, kann die Achsenverschiebung aus folgender Gleichung berechnet werden:
  • b = Tm1 - µI&sub1; (2)
  • Wenn zwei oder mehrere Kalibrierungsmaterialien verwendet werden, können sowohl die Steigung als auch die Achsenverschiebung berechnet werden, da sowohl Tm1 und I&sub1; als auch Tm2 und I&sub2; bekannt sein werden.
  • Die drahtlosen Kalibrierungswafer besitzen gewöhnlich das gleiche Rückseitenemissionsvermögen wie tatsächliche Bauelementwafer (obwohl dieses Erfordernis nicht zwingend ist, wenn das Pyrometriesystem außerdem eine Emissionskompensation durchführt). Bei einem Mehrpunkt-Pyrometriesensorsystem kann der gleiche drahtlose Kalibrierungswafer für simultane Kalibrierungen aller Pyrometriesensoren verwendet werden. Für jeden Sensor werden getrennte (Ii1, Tm1) und (Ii2, Tm2) bestimmt werden, und eine separate Steigung (Verstärkung) und Achsenverschiebung kann für jeden Sensor berechnet werden.
  • Ein anderes Verfahren zur Erkennung der Tm1- und Tm2-Übergänge für Pyrometriekalibrierungen (anstelle des Versuchs, die kleinen sprunghaften Änderungen des Pyrometriesignals zu erkennen) besteht darin, Laserstrahlen 118 von der Vorderseite (oder sogar der Rückseite) zu verwenden, um die Werte des Oberflächenreflexionsvermögens zu überwachen, wie es in der Fig. 8 dargestellt ist. Von jenseits jedes Sensors 1-4 ist ein Laserstrahl 118 auf den Wafer 112 gerichtet. Die Sensoren 1-4 sitzen innerhalb der Mehrfachzonen-Beleuchtungsvorrichtung des RTP-Reaktors und sind durch das Quarzfenster 110 von dem Wafer 112 getrennt. Auf der anderen Seite des Wafers 112 liegt ein Gasduschkopf 114. Bei der bevorzugten Ausführungsform bestehen die Sensoren 1-4 aus Pyrometern. Für Fachleute ist jedoch zu erkennen, daß die Sensoren 1-4 ebenso aus Ellipsometern, Sensoren für thermische Expansion oder akustischen Sensoren bestehen können. Der Laser kann ein kostengünstiger HeNe(6328 Å)-Laser mit Glasfaseroptikkopplung 120 für eine verbesserte Ausrichtung sein. Die Werte des Reflexionsvermögens R&sub1;-R&sub4; werden während des Leistungsanstiegs eines Kalibrierungszyklus unter Verwendung der Detektoren 116 überwacht. Die während eines Kalibrierungszyklus gemessenen Werte des Oberflächenreflexionsvermögens werden an Zeitpunkten, die (Ii1, Tm1) und (Ii2, Tm2) entsprechen, sprunghafte Änderungen erfahren, wie es in der Fig. 9 dargestellt ist. Demgemäß werden Tm1 und I&sub1; und Tm2 und I&sub2; bestimmt und die oben dargestellten Berechnungen für die Steigung (Verstärkung) und den Achsenabschnitt angewendet.
  • Eine dritte bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist in der Fig. 10 dargestellt. Diese Figur zeigt die Bildung der Kalibrierungselemente auf engen Ringen 60 auf der Rückseite des Wafers 62. Die Ringe können eine typische Breite von 2 mm oder weniger aufweisen und sitzen an radialen Positionen, die den radialen Probenpositionen der Mehrpunktpyrometriesensoren entsprechen. Die Ringe können aus einem oder mehreren Kalibrierungsmaterialien bestehen. Jedes der zwei Erkennungsverfahren für (Ii1, Tm1) und (Ii2, Tm2), direkte Pyrometriestufenerkennung oder Laserreflexionsvermögen kann verwendet werden. In diesem Falle können die HeNe-Lasersonden in die Lichtleiter der Beleuchtungsvorrichtung gesetzt werden, um spezielle radiale Positionen auf der Waferrückseite zu betrachten (die gleiche Struktur wie die der Pyrometerlichtleiter).
  • Unter Bezugnahme auf die Fig. 11a-b ist eine vierte bevorzugte Ausführungsform zu erkennen, bei der zwei getrennte drahtlose Kalibrierungswafer verwendet werden. Die Wafer 30A und 30B können so hergestellt werden, wie es oben mit Bezug auf die erste bevorzugte Ausführungsform beschrieben wurde und wie es in der Fig. 2 dargestellt ist. Die Kalibrierungsinseln 36A und 36B sitzen innerhalb der Kapselungsschichten 38A bzw. 38B. Die Kapselungsschichten 38A und 38B sind von dem Substrat 28A bzw. 28B durch Zwischenschichten 32A bzw. 32B getrennt. Die Passivierungsschichten 40A und 40B bedecken die Wafer 30A bzw. 30B. Jedoch weist jeder Wafer ein anderes Kalibrierungsmaterial auf. Während des Betriebs werden Ii1 und Tm1 unter Verwendung des ersten Wafers durch eine der beiden oben beschriebenen Erkennungsverfahren bestimmt. Ii2 und Tm2 werden unter Verwendung des zweiten Wafers bestimmt. Wenn (Ii1, Tm1) und (Ii2, Tm2) bekannt sind, können die Steigung und die Achsenverschiebung gemäß den Gleichungen (6) und (7) berechnet werden.
  • Obwohl diese Erfindung mit Bezug auf beispielhafte Ausführungsformen beschrieben wurde, ist diese Beschreibung nicht in einem beschränkenden Sinn auszulegen. Verschiedene Modifikationen und Kombinationen der beispielhaften Ausführungsformen und andere Ausführungsformen der Erfindung werden für Fachleute auf dem Gebiet unter Bezugnahme auf die Beschreibung offenbar werden. Die beigefügten Ansprüche sollen sämtliche solche Modifikationen oder Ausführungsformen miteinschließen.

Claims (15)

1. Vorrichtung zum Kalibrieren wenigstens eines Temperatursensors, bei der der wenigstens eine Temperatursensor so betrieben werden kann, daß er eine temperaturabhängige Eigenschaft der Vorrichtung erkennt und ein Signal entsprechend der temperaturabhängigen Eigenschaft ausgibt, wobei die Vorrichtung einen Wafer (30; 62; 112) umfaßt und durch mehrere Kalibrierinseln (36) aus einem Material mit einem vorherbestimmten Schmelzpunkt gekennzeichnet ist, so daß beim Betrieb während eines Kalibrierprozesses bei einer dem Schmelzpunkt entsprechenden Wafertemperatur eine sprunghafte Änderung der temperaturabhängigen Eigenschaft auftritt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der der Temperatursensor ein Pyrometer ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, die darüber hinaus eine Strahlungsquelle (116) zum Richten eines Strahls aus Strahlung auf den Waf er (112) und eine Reflexionsmeßvorrichtung umfaßt, wobei die Quelle (116) so betrieben werden kann, daß während des Kalibrierdurchlaufs eine sprunghafte Änderung des Ausgangssignals der Reflexionsmeßvorrichtung entsprechend der sprunghaften Änderung der temperaturabhängigen Eigenschaft bei einer dem Schmelzpunkt entsprechenden Wafertemperatur hervorgerufen wird.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Wafer umfaßt:
ein Substrat (28);
eine Zwischenschicht (32), die an das Substrat (28) angrenzt und über dem Substrat (28) liegt und dazu dient, das Substrat vor Kontaminierung und thermischen Reaktionen zu schützen;
mehrere erste Kalibrierinseln (36), die an die Zwischenschicht (32) angrenzen, und
eine erste Kapselungsschicht (38), die an die Kalibrierinseln (36) angrenzt, um die Kalibrierinseln (36) zu verschließen und die Form und Unversehrtheit der Kalibrierinseln (36) während der Kalibrierung zu erhalten.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, die darüber hinaus eine Passivierungsschicht (40) über der ersten Kapselungsschicht (38) umfaßt, um die Kalibrierinseln (36) vor Degradation in reaktiven Umgebungen zu schützen.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, die darüber hinaus umfaßt:
mehrere zweite Kalibrierinseln (46), die an die erste Kapselungsschicht (38) angrenzen, wobei die zweiten Kalibrierinseln (46) aus einem anderen Material als die ersten Kalibrierinseln (36) bestehen, und wobei die zweiten Inseln (46) einen vorherbestimmten Schmelzpunkt aufweisen, so daß beim Betrieb während des Kalibrierprozesses eine zweite sprunghafte Änderung der temperaturabhängigen Eigenschaft bei einer dem Schmelzpunkt der zweiten Kalibrierinseln (46) entsprechenden Wafertemperatur auftritt; und
eine zweite Kapselungsschicht (48), die zwischen den zweiten Kalibrierinseln (46) und der Passivierungsschicht (40) liegt, um die zweiten Kalibrierinseln (46) zu verschließen und deren Unversehrtheit zu erhalten.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder Anspruch 6, bei der die Zwischenschicht (32), die erste Kapselungsschicht (38) und die Passivierungsschicht (40) aus Siliziumnitrid bestehen.
8. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder Anspruch 6, bei der die erste Kapselungsschicht (38) und die Passivierungsschicht (40) aus Siliziumdioxid bestehen.
9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Kalibrierinseln (36, 46) ein Material, das aus der Gruppe, die Germanium, Zinn, Aluminium und Antimon enthält, stammt, umfaßt oder eine Legierung daraus umfaßt.
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Kalibrierinseln mehrere Kalibrierringe (60) umfassen.
11. Verfahren zum Kalibrieren wenigstens eines Temperatursensors, das die folgenden Schritt umfaßt:
a) Vorsehen eines Wafers (30; 62; 112) mit mehreren ersten Kalibrierinseln (36) aus einem vorherbestimmten Material mit einem Schmelzpunkt;
b) Stufenweises Ansteigenlassen der Temperatur des Wafers (30; 62; 112),
c) Messen einer temperaturabhängigen Eigenschaft des Wafers (30; 62; 112) mit dem wenigstens einen Temperatursensor, während die Wafertemperatur für jeden zu kalibrierenden Temperatursensor geändert wird;
d) Erkennen einer ersten sprunghaften Änderung der temperaturabhängigen Eigenschaft entsprechend einer Wafertemperatur, die dem Schmelzpunkt der ersten Kalibrierinseln (36) entspricht, für jeden zu kalibrierenden Temperatursensor;
e) Berechnen der Kalibrierparameter für jeden zu kalibrierenden Temperatursensor.
12. Verfahren nach Anspruch 11, das darüber hinaus umfaßt: Vorsehen des Wafers (30; 62; 112), der mehrere zweite Kalibrierinseln (46) aus einem Material aufweist, das sich von dem der ersten Kalibrierinseln (36) unterscheidet und darüber hinaus einen zweiten vorherbestimmten Schmelzpunkt aufweist.
13. Verfahren nach Anspruch 12, das darüber hinaus für jeden zu kalibrierenden Temperatursensor den Schritt des Erkennens einer zweiten sprunghaften Änderung der physikalischen Eigenschaft entsprechend einer Waf ertemperatur, die gleich dem Schmelzpunkt der zweiten Kalibrierinseln (46) ist, umfaßt.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, bei dem der Schritt des Messens der temperaturabhängigen Eigenschaft das Messen des Oberflächenreflexionsvermögens umfaßt.
15. Verfahren nach Anspruch 14, das darüber hinaus umfaßt:
Richten eines Strahls aus Strahlung auf den Wafer (112);
Messen des Waferreflexionsvermögens an einem Punkt, auf den jeder Strahl gerichtet ist;
Erkennen einer ersten sprunghaften Änderung der erfaßten Reflexion entsprechend einer Wafertemperatur, die dem Schmelzpunkt der Kalibrierinseln entspricht;
Bestimmen eines ersten Strompegels des Signals entsprechend einer ersten sprunghaften Änderung;
Berechnen der Kalibrierparameter für jeden zu kalibrierenden Temperatursensor.
DE69314876T 1992-08-11 1993-08-11 Vorrichtung und Verfahren zur Kalibrierung eines Temperatursensors Expired - Fee Related DE69314876T2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/928,564 US5265957A (en) 1992-08-11 1992-08-11 Wireless temperature calibration device and method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE69314876D1 DE69314876D1 (de) 1997-12-04
DE69314876T2 true DE69314876T2 (de) 1998-03-12

Family

ID=25456433

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE69314876T Expired - Fee Related DE69314876T2 (de) 1992-08-11 1993-08-11 Vorrichtung und Verfahren zur Kalibrierung eines Temperatursensors

Country Status (6)

Country Link
US (2) US5265957A (de)
EP (1) EP0583007B1 (de)
JP (1) JP3461868B2 (de)
KR (1) KR100276412B1 (de)
DE (1) DE69314876T2 (de)
TW (1) TW287230B (de)

Families Citing this family (44)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
LU87933A1 (fr) * 1991-05-02 1992-12-15 Europ Communities Procede et dispositif d'etalonnage d'un pyrometre optique et plaquettes etalons correspondantes
US5265957A (en) * 1992-08-11 1993-11-30 Texas Instruments Incorporated Wireless temperature calibration device and method
US5830277A (en) * 1995-05-26 1998-11-03 Mattson Technology, Inc. Thermal processing system with supplemental resistive heater and shielded optical pyrometry
DE19681502T1 (de) * 1995-07-10 1999-03-11 Cvc Products Inc Automatisierte Kalibrierung von Temperatursensoren bei schneller thermischer Behandlung
US5820261A (en) * 1995-07-26 1998-10-13 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for infrared pyrometer calibration in a rapid thermal processing system
US5762419A (en) * 1995-07-26 1998-06-09 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for infrared pyrometer calibration in a thermal processing system
US6179465B1 (en) 1996-03-28 2001-01-30 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for infrared pyrometer calibration in a thermal processing system using multiple light sources
US5938335A (en) * 1996-04-08 1999-08-17 Applied Materials, Inc. Self-calibrating temperature probe
US6536944B1 (en) * 1996-10-09 2003-03-25 Symyx Technologies, Inc. Parallel screen for rapid thermal characterization of materials
US5902044A (en) * 1997-06-27 1999-05-11 International Business Machines Corporation Integrated hot spot detector for design, analysis, and control
US6169271B1 (en) 1998-07-13 2001-01-02 Mattson Technology, Inc. Model based method for wafer temperature control in a thermal processing system for semiconductor manufacturing
DE19934299C2 (de) * 1998-07-28 2003-04-03 Steag Ast Elektronik Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Kalibrieren von emissivitätsunabhängigen Temperaturmessungen
WO2000006981A1 (de) * 1998-07-28 2000-02-10 Steag Rtp Systems Gmbh Verfahren und vorrichtung zum kalibrieren von emissivitätsunabhängigen temperaturmessungen
JP4056148B2 (ja) * 1998-10-09 2008-03-05 東京エレクトロン株式会社 放射温度計を用いた温度測定方法
US6200023B1 (en) * 1999-03-15 2001-03-13 Steag Rtp Systems, Inc. Method for determining the temperature in a thermal processing chamber
US6293696B1 (en) * 1999-05-03 2001-09-25 Steag Rtp Systems, Inc. System and process for calibrating pyrometers in thermal processing chambers
US6616332B1 (en) 1999-11-18 2003-09-09 Sensarray Corporation Optical techniques for measuring parameters such as temperature across a surface
WO2002033369A1 (en) * 2000-10-13 2002-04-25 Tokyo Electron Limited Apparatus for measuring temperatures of a wafer using specular reflection spectroscopy
US6666577B2 (en) * 2000-11-02 2003-12-23 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Method for predicting temperature, test wafer for use in temperature prediction, and method for evaluating lamp heating system
US6517235B2 (en) 2001-05-31 2003-02-11 Chartered Semiconductor Manufacturing Ltd. Using refractory metal silicidation phase transition temperature points to control and/or calibrate RTP low temperature operation
US20050224902A1 (en) * 2002-02-06 2005-10-13 Ramsey Craig C Wireless substrate-like sensor
US20050233770A1 (en) * 2002-02-06 2005-10-20 Ramsey Craig C Wireless substrate-like sensor
US7289230B2 (en) * 2002-02-06 2007-10-30 Cyberoptics Semiconductors, Inc. Wireless substrate-like sensor
DE10325602B3 (de) * 2003-06-05 2004-09-09 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren zur temperaturgeregelten Prozessierung von Substraten
FR2874285B1 (fr) * 2004-08-13 2006-10-13 Commissariat Energie Atomique Procede de realisation d'empilements d'ilots de materiau semi-conducteur encapsules dans un autre materiau semi-conducteur
US7406397B2 (en) * 2004-09-02 2008-07-29 International Business Machines Corporation Self heating monitor for SiGe and SOI CMOS devices
DE102004051409B4 (de) * 2004-10-21 2010-01-07 Ivoclar Vivadent Ag Brennofen
US8547521B1 (en) * 2004-12-01 2013-10-01 Advanced Micro Devices, Inc. Systems and methods that control liquid temperature in immersion lithography to maintain temperature gradient to reduce turbulence
US7275861B2 (en) * 2005-01-31 2007-10-02 Veeco Instruments Inc. Calibration wafer and method of calibrating in situ temperatures
US7380982B2 (en) * 2005-04-01 2008-06-03 Lam Research Corporation Accurate temperature measurement for semiconductor applications
DE102005049477A1 (de) * 2005-10-13 2007-04-19 Freiberger Compound Materials Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Kristallzüchtung mittels kombinierter Heizerregelung
CN101410690B (zh) * 2006-02-21 2011-11-23 赛博光学半导体公司 半导体加工工具中的电容性距离感测
US7893697B2 (en) 2006-02-21 2011-02-22 Cyberoptics Semiconductor, Inc. Capacitive distance sensing in semiconductor processing tools
JP5236652B2 (ja) * 2006-09-29 2013-07-17 サイバーオプティクス セミコンダクタ インコーポレイテッド 基板と一体化された粒子センサ
US7778793B2 (en) * 2007-03-12 2010-08-17 Cyberoptics Semiconductor, Inc. Wireless sensor for semiconductor processing systems
JP4991390B2 (ja) * 2007-05-21 2012-08-01 株式会社日立ハイテクノロジーズ マイクロサンプル加熱用試料台
US8047706B2 (en) * 2007-12-07 2011-11-01 Asm America, Inc. Calibration of temperature control system for semiconductor processing chamber
US8523427B2 (en) * 2008-02-27 2013-09-03 Analog Devices, Inc. Sensor device with improved sensitivity to temperature variation in a semiconductor substrate
WO2012031051A1 (en) * 2010-08-31 2012-03-08 Canon U.S. Life Sciences, Inc. Compound calibrator for thermal sensors
US8749629B2 (en) * 2011-02-09 2014-06-10 Siemens Energy, Inc. Apparatus and method for temperature mapping a turbine component in a high temperature combustion environment
DE102015106805A1 (de) 2015-04-30 2016-11-03 Anton Paar Optotec Gmbh Temperaturkalibration für Messgerät
KR102616595B1 (ko) * 2022-11-02 2023-12-28 한국표준과학연구원 서모커플 웨이퍼 교정 시스템 및 이를 이용한 교정방법
WO2024130209A1 (en) * 2022-12-16 2024-06-20 Lam Research Corporation Reference wafer for high fidelity in-situ temperature metrology calibration
CN117109776B (zh) * 2023-10-24 2024-01-19 成都明夷电子科技有限公司 一种光模块单点温度校准方法

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3077539A (en) * 1961-08-28 1963-02-12 Little Inc A Radiation reference standard
US4309901A (en) * 1979-12-18 1982-01-12 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Heat transfer calibration plate
US4387301A (en) * 1981-04-20 1983-06-07 Hughes Aircraft Company Target for calibrating and testing infrared detection devices
US4627740A (en) * 1984-04-06 1986-12-09 Digital Dynamics, Inc. Self-calibrating temperature probe apparatus and method for use thereof
FR2570825B1 (fr) * 1984-09-26 1987-02-06 Commissariat Energie Atomique Appareil de mesure thermique de la texture d'un corps poreux
US4761539A (en) * 1987-04-13 1988-08-02 The Tappan Company Oven calibration system having variable stored calibration value
US5258602A (en) * 1988-02-17 1993-11-02 Itt Corporation Technique for precision temperature measurements of a semiconductor layer or wafer, based on its optical properties at selected wavelengths
US4956538A (en) * 1988-09-09 1990-09-11 Texas Instruments, Incorporated Method and apparatus for real-time wafer temperature measurement using infrared pyrometry in advanced lamp-heated rapid thermal processors
US4984902A (en) * 1989-04-13 1991-01-15 Peak Systems, Inc. Apparatus and method for compensating for errors in temperature measurement of semiconductor wafers during rapid thermal processing
US5092674A (en) * 1989-07-10 1992-03-03 General Atomics Micropipette adaptor for spectrophotometers with temperature control
US5092679A (en) * 1990-12-14 1992-03-03 Brotz Gregory R Melting point determination apparatus and method
US5102231A (en) * 1991-01-29 1992-04-07 Texas Instruments Incorporated Semiconductor wafer temperature measurement system and method
US5156461A (en) * 1991-05-17 1992-10-20 Texas Instruments Incorporated Multi-point pyrometry with real-time surface emissivity compensation
US5221142A (en) * 1991-05-20 1993-06-22 Peak Systems, Inc. Method and apparatus for temperature measurement using thermal expansion
US5265957A (en) * 1992-08-11 1993-11-30 Texas Instruments Incorporated Wireless temperature calibration device and method

Also Published As

Publication number Publication date
JPH06224206A (ja) 1994-08-12
EP0583007B1 (de) 1997-10-29
DE69314876D1 (de) 1997-12-04
US5265957A (en) 1993-11-30
JP3461868B2 (ja) 2003-10-27
KR940006239A (ko) 1994-03-23
US5326170A (en) 1994-07-05
TW287230B (de) 1996-10-01
EP0583007A1 (de) 1994-02-16
KR100276412B1 (ko) 2001-01-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69314876T2 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Kalibrierung eines Temperatursensors
DE69523424T2 (de) Verfahren und Gerät zur Messung der Substrattemperatur
DE69932165T2 (de) Ein sensor zum messen einer substrattemperatur
DE69718551T2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Messung von Substrattemperaturen
DE69231396T2 (de) Verfahren und Vorrichtung für eine präzise Temperaturmessung
DE69916256T2 (de) Verfahren und vorrichtung zum messen von substrattemperaturen
DE69930649T2 (de) Abstimmung eines substrattemperaturmesssystems
DE69428574T2 (de) Auf Lichtstreuung basierende Temperaturmessung von Werkstücken in Echtzeit
DE69112184T2 (de) Eichung für zweikanalige Strahlungsmessung.
EP0701686B1 (de) Gleichzeitiges bestimmen von schichtdicke und substrattemperatur während des beschichtens
DE69801920T2 (de) Verfahren zur verbesserten temperaturkontrolle in einem schnellheizsystem
WO1999031483A1 (en) Spectrometric method for analysis of film thickness and composition on a patterned sample
WO1991019025A1 (de) Verfahren zur messung der schichtdicke und des brechungsindex einer dunnen schicht aur einem substrat und vorrichtung zur durchfuhrung des verfahrens
DE68916447T2 (de) Vorrichtung für die Determination der Temperatur von Wafern oder Dünnschichten.
WO2009044303A2 (de) Kalibrationssubstrat und -verfahren
DE102005047164B4 (de) Thermosäulenelement und dasselbe verwendender Infrarotsensor
DE69117480T2 (de) Sensor für die Kontrolle des Fabrikationsprozesses einer Halbleitervorrichtung
Kim et al. Temperature dependence of the optical properties of CdTe
DE69226419T2 (de) Gerät zur Messung der Oberflächenbeschaffung
US6174080B1 (en) Apparatus and methods for measuring substrate temperature
DE69209270T2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Prozesssteuerung eines Strahlung aussendenden Materials
JP2001511519A (ja) 試料表面のパラメータ差映像用方法と装置
EP1101085A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum kalibrieren von emissivitätsunabhängigen temperaturmessungen
DE60219903T2 (de) Wärmebehandlungseinrichtung
DE102018128983B4 (de) Verfahren zur Temperaturbestimmung sowie zugehöriges Spektral-Reflexionsmesssystem

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee